Приставка к паяльнику с автоматическим переключением мощности

Приставка, внешний вид которой показан на рис. 1, предназначена для дискретного регулирования напряжения на паяльнике и автоматического его понижения при временном прекращении пайки. После снятия паяльника с подставки напряжение на нем вновь возрастает. С помощью этого устройства напряжение на паяльнике можно не только уменьшать, но и увеличивать относительно входного уровня, что позволяет осуществлять качественную пайку при пониженном напряжении электросети. Автоматическое понижение напряжения во время перерыва в пайке, кроме того, уменьшает расход электроэнергии, предохраняет паяльник от перегрева, а его жало — от излишнего обгорания.

Устройства, обеспечивающие автоматический режим, описаны в статьях А. Еркина Регулятор температуры электропаяльника (Радио, 1972, № 9) и А. Аристова Автомат-регулятор мощности паяльника (Радио, 1981, № 12). Но в них на паяльник, снятый с подставки, подается полное напряжение сети, а на находящийся на подставке — одну полуволну переменного тока. В таком случае мощность на паяльнике составляет лишь половину от номинального значения, чего недостаточно для поддержания паяльника в постоянной готовности. После снятия паяльника с подставки приходится некоторое время ждать, прежде чем приступить к пайке. Ожидание же создает неудобства в работе. Эти устройства, кроме того, не обеспечивают паяльнику работоспособность при пониженном напряжении сети.

Свободна от указанных недостатков приставка, выполненная по схеме рис. 2. Она способна создать на нагревательном элементе паяльника три пары различных напряжений (см. таблицу), что позволяет выбрать оптимальный режим, обеспечивающий постоянную готовность паяльника к работе без перегрева.

Для регулирования напряжения используется свойство зависимости действующего значения напряжения на нагрузке выпрямителя от постоянной временной цепи: конденсатор фильтра — нагрузка. При однополупериодном выпрямлении действующее значение напряжения на активной нагрузке в √2 раз меньше одноименного значения входного переменного напряжения. Подключение параллельно нагрузке фильтрующего конденсатора приводит к увеличению напряжения на ней. С увеличением же его емкости действующее значение напряжения стремится к амплитудному (действующее значение напряжения можно определить как среднеквадратичное функции напряжения за период). На рис. 3 приведены графики зависимостей действующего значения напряжения от емкости конденсатора фильтра при однополупериодном выпрямлении для паяльников мощностью 40 и 65 Вт (получены аналитически на цифровой ЭВМ). Пользуясь ими, радиолюбители могут построить приставку с любым желаемым набором выходных напряжений.

Автоматическое переключение напряжения в приставке осуществляет тринистор VS1, управляемый датчиком положения паяльника. Датчик же представляет собой систему из постоянного магнита и геркона К.1. Его детали показаны на рис. 4 слева вверху. При приближении стального корпуса паяльника к датчику зона магнитного поля расширяется и контакты геркона замыкаются.

Выбор режима работы приставки происходит путем коммутации конденсаторов С 1 и С2 кнопочными переключателями SB1 и SB2. В первом режиме, когда ни одна из кнопок не нажата, конденсаторы не подключены и однополупериодно-выпрямленное напряжение сети через диоды VD2 и VD4 поступает непосредственно на нагрузку. В это время напряжение на нагрузке составляет 156В (учитывается небольшая прибавка, вносимая конденсатором С5). Во втором режиме (нажата кнопка SB2) к точке соединения диодов VD2 и VD4 подключен конденсатор С 2 , повышающий напряжение на нагрузке до 174 В.

В третьем режиме (нажата кнопка SB1) к тем же диодам подключены оба конденсатора — С 1 и С2. В этом случае напряжение на нагрузке составит уже 198 В. Через диод VD3 заряжаются конденсаторы СЗ, С 4 . Если паяльник лежит на подставке, то замкнутые контакты геркона К 1 шунтируют цепь управляющего электрода тринистора VS1. Поэтому тринистор закрыт, конденсаторы СЗ и С 4 к нагрузке не подключены и индикаторная лампа HL1 не горит. Цепочка VD1C5VD5 служит для формирования управляющего тока тринистора . Когда паяльник снимают с подставки, контакты геркона размыкаются. Разрядка конденсатора С5 происходит через управляющий переход тринистора . Открываясь, тринистор подключает конденсаторы СЗ, С 4 к нагрузке. Напряжение в первом, втором и третьем режимах возрастает соответственно до 222, 234 и 243 В. Об этом сигнализирует свечение индикаторной лампы НЫ. Диод VD4 предотвращает бросок тока через лампу при открывании тринистора , а диод VD5 исключает появление на его управляющем электроде обратного напряжения.

Кнопка SB3 нужна только для сброса кнопочных переключателей SB1 и SB2 в исходное положение и тем самым установки первого режима работы приставки.

Конструктивно приставка выполнена в виде подставки под паяльник (см. рис. 1). Ее корпус сделан из листового фольгировашюго стеклотекстолита. Дно и три стенки соединены изнутри пайкой. Передняя стенка с дном и крышкой соединена шарнирно медной проволокой, пропущенной сквозь отверстия, просверленные вдоль краев деталей, что создает свободный доступ к деталям приставки. Датчик положения паяльника, находящийся на крышке (см. рис. 4), состоит из основания 1, к которому приклеивают постоянный магнит 3 размерами 37x11x7 мм (от магнитной защелки для дверей). Спереди к основанию крепят плату 4 с герконом, промежуточную планку 5 и планку 6. Плата с герконом имеет крепежные отверстия овальной формы, что позволяет регулировать расстояние между герконом и магнитом в пределах 2...6 мм. Сверху датчик закрывают стеклотекстолитовой крышкой 2. Закрытая конструкция датчика обеспечивает безопасную работу с приставкой.

Для расширения эксплуатационных возможностей приставки на ее корпусе для паяльника предусмотрено два гнезда, одно из которых находится в зоне чувствительности датчика, другое — вне ее .

В приставке применен геркон типа КЭМ-1 (от электронного настольного калькулятора). Конденсаторы С1— С5 типа МБГО-2 ±10% на номинальное напряжение 400В (могут быть типа МБГЧ). Электролитические конденсаторы применять не рекомендуется из-за их большого допуска на номинальную емкость и малой допустимой амплитуды переменной составляющей напряжения. Переключатели SB1—SB3 типа П2К. Диоды Д226Б можно заменить другими, рассчитанными на обратное напряжение не менее 400В и прямой ток 300 мА. Тринистор КУ201К можно заменить любым1 другим мощным с прямым напряжением не менее 300В (обратное напряжение значения не имеет).

В случае использования приставки для питания паяльника мощностью 65 Вт лампу МН 2 ,5-0,15 следует заменить на МНЗ,5-0,26. Для сохранения выходных напряжений на прежнем уровне емкость конденсаторов С1—С4 следует изменить в соответствии с графиком (рис.3).

Налаживание приставки сводится к установке оптимального зазора между постоянным магнитом и герксь ном для достижения устойчивого срабатывания датчика. Случается, предохранитель Fill (0,5 А) перегорает от импульса тока зарядки конденсаторов при включений приставки в сеть. Чтобы этого не происходило, можно поставить предохранитель, рассчитанный на ток) А.